建筑结构设计中BIM技术的具体应用

高蕊

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摘要：建筑工程是一项周期长、规模大的基础设施建设项目,涉及众多的技术领域,覆盖范围较广。在智能化时代,建筑工程建设要体现出创新发展理念,因此设计人员在设计方案时,要加强技术创新,不断提高设计的效果,制订高质量的设计方案,为后期的顺利施工奠定坚实基础。现阶段,建筑工程功能不断增加,给设计人员带来了不小的压力。而BIM技术的应用能够极大降低方案设计的难度,因此这项技术在建筑工程中的应用已经成为当前建筑行业的焦点。

关键词：建筑结构设计；BIM技术；应用

1BIM技术应用概述

BIM技术已经相对成熟,有着广阔的应用空间。目前,BIM技术已经广泛用于各种建设项目当中。BIM指的是建筑信息化模型,它能够对整个建筑工程建设的生命周期起到综合管理的作用。建筑信息化模型能够对建筑工程各个阶段的可用资源进行调度,对施工建设信息进行收集、整合以及集中管理,从而为施工方案的设计提供可靠的指导和必要的数据支撑,进而提高方案的准确性。具体来讲,BIM技术能够以三维数字建模的方式来模拟建筑空间信息,具有较高的精确性。设计人员可以利用BIM技术来将施工方案与实际施工情况进行对比,及时修正施工偏差,保证方案设计与实际施工之间具有一致性,从而实现建筑工程建设的科学化、信息化。BIM技术充分体现出数字建模技术的优势,为了提高BIM技术的应用水平,在建筑工程建设方案设计的准备阶段,设计人员必须事先充分掌握BIM技术的概念,并不断深入学习BIM技术的要点,最终完全掌握这项技术,为后续的设计和研究工作打下坚实的基础。

2BIM技术的特点

一般来说，将BIM技术应用到实际结构设计中，可以有效提高规划、设计、施工和维护的管理水平，达到促进企业快速发展的实质性目的。具体而言，该技术在建筑结构设计层面的技术优势和特点如下。首先，可视化。在过去的建筑结构施工过程中，结构设计图纸的绘制一般是通过CAD等二维技术实现的。其中，建筑的内部空间结构大多是根据员工的长期经验和脑力来判断的。在特殊复杂的工程建设中，单纯依靠大脑和经验显然不可能达到理想的效果，这给建筑结构设计带来了很大的障碍。BIM技术凭借可视化功能的优势，可以直观、立体地向操作人员展示建筑内部空间结构，为后续施工决策提供科学合理的指导，大大提高结构设计的质量水平。第二，协调。众所周知，在建筑施工过程中，特别是在结构设计领域，涉及到很多专业，每个专业都配备了相应的部门进行施工作业。在实际施工中，如果各部门之间的协调和沟通不到位，不仅会影响施工进度和效率，而且会大大降低结构设计和施工的质量水平，不利于结构安全性和可靠性的提高。同时，碰撞问题也会导致后续返工和变更。BIM技术的应用可以有效地弥补这一缺陷。在实际应用中，一方面可以协调各部门和专业实施有针对性的设计，降低碰撞问题的概率，另一方面可以有效提高结构设计水平。第三，模拟。借助BIM技术，可以模拟建筑结构施工现场的日照、节能和热传导，以便于制定相关应急预案。

3BIM技术在建筑结构设计中的应用要点

3.1分析建筑物结构功能

在建筑结构设计中，设计人员不仅要设计建筑结构的各个部分或单元，还要根据工程的实际情况和相关标准的要求设计建筑的整体结构，以实现建筑结构的最佳功能。在以往的建筑结构设计中，建筑结构的性能分析是人工完成的，工作量大，任务复杂，对设计人员的专业水平和综合能力要求较高，受人为因素影响较大。在这种情况下，设计师可以利用BIM技术的协同应用功能，在建筑信息模型中输入建筑结构的相关信息，分析建筑结构的功能。针对方案设计中的不足，设计人员需要利用BIM技术进行调整和优化。

3.2钢筋表达

钢筋表达式实际上是指建筑结构设计中使用的钢筋混凝土结构通过BIM技术以三维形式呈现。这样，设计人员可以更直观地获得钢筋的外形尺寸和位置等参数，提高设计的整体水平。同时，结合实际工程，科学合理地计算钢筋混凝土等结构的用量，避免材料的过度浪费。目前，基于BIM技术的建筑结构设计中钢筋表达主要有两种形式，即实体细节表达和方法注释表达。其中，前者可以实现三维表达。一方面，它可以明确钢筋结构的位置和外部尺寸以及其他参数信息。另一方面，它还可以分析和澄清某些建筑结构施工中隐蔽性强的配筋参数信息。但是，需要注意的是，这种表达形式对硬件条件有很大的限制，在使用过程中不可避免地会占用更多的空间，相应的设计工作量会大大增加；平面法注释表达式的原理是将参数分配给建筑结构的相关配筋构件，以便分配的参数信息与构件的参数信息相同。在此基础上，可以实现检索和交换操作，最终达到合理表达钢筋结构参数的效果。与前者相比，后者最大的优点是可以从一幅图像中获取多个钢筋参数信息数据，但缺点是表达形式相对简单，对平面图像的限制相对较大。在实践中，有必要结合工程设计合理选择这两个表达式。

3.3三维动态建模

BIM技术的应用使建筑结构设计从二维设计升级到三维设计。二维设计的弊端主要体现在线性设计的局限性上,设计人员在二维线性设计的过程中,往往无法及时获得相关变更数据,这就容易导致后期施工过程中出现信息缺失的情况。然而,BIM技术可以有效解决这一难题。设计人员可利用BIM技术来构建三维动态模型,这个模型能够根据建筑工程的现场信息进行实时更新,并且能够实现不同部门之间的资料共享和信息交流。从目前的实际情况来看,BIM技术还有非常大的发展空间。现阶段,BIM技术在建筑工程施工过程中并没有充分发挥出应有的作用。因此,建筑行业必须加快推动信息化技术的发展,对三维建模软件进行不断升级,加强对数据流传输技术的深入研究,保证传统的二维设计模式向BIM三维数字化建模设计模式平稳过渡。

3.4碰撞检查

建筑结构碰撞检查的目的是防止碰撞引起的返工和变更。在实际碰撞检测中，可以结合BIM技术建立实际的三维模型，在早期设计阶段模拟碰撞因素。结合该模型，我们可以直观、立体地发现结构空间设计中是否存在相互干扰和碰撞问题，并在此基础上进行优化和改进，最终消除早期设计中的碰撞问题。在完成碰撞检查和优化设计后，工作人员可以直接使用该设计方案进行施工交底和工程模拟，以提高结构设计和施工的质量水平。

3.5完善施工图设计

在以往的建筑工程施工过程中,施工单位需要将二维图纸作为重要的施工依据。如果施工环境、施工技术发生变化,则设计人员需要对二维图纸进行多次修改和调整。在这种情况下,设计人员的工作量就会大大增加,从而影响到施工效率。而通过应用BIM技术构建建筑工程三维立体模型,设计人员以及施工人员均可直观地了解图纸内容。另外,在施工图设计过程中,设计人员应当综合考虑各专业的设计内容,例如建筑结构设计、水暖电设计等。

4结论

总之，BIM作为一种新的技术过程，也是信息时代的主流产品。当它应用于建筑工程结构设计领域时，由于其功能特性，可以显著提高结构设计的质量和效率。基于BIM技术的建筑结构设计，通过建立三维实体模型，可以有效地显示建筑结构的内部情况，方便设计师更好地开展后续工作，同时减少了手工设计层面的缺陷和高任务，这对促进建筑业的发展具有重要意义。

参考文献：

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